Álnítríð (AlN) var fyrst framleitt árið 1877, en hugsanleg notkun þess í öreindatækni ýtti ekki undir þróun hágæða, hagkvæmra efna fyrr en um miðjan níunda áratuginn.
AIN er álnítratform. Álnítríð er frábrugðið álnítrati að því leyti að það er köfnunarefnisefnasamband með sérstakt oxunarástand -3, en nítrat vísar til hvers kyns esters eða salts af saltpéturssýru. Kristalbygging þessa efnis er sexhyrnd wurtzite.
Samsetning á AIN
AlN er framleitt annaðhvort með kolvetnislækkun súráls eða beinni nítrering á áli. Það hefur þéttleika 3,33 g/cm3 og, þrátt fyrir að bráðna ekki, sundrast við hitastig yfir 2500 °C og loftþrýstingi. Án aðstoðar vökvamyndandi aukefna er efnið samgilt tengt og ónæmur fyrir hertu. Venjulega leyfa oxíð eins og Y2O3 eða CaO sinrun við hitastig á milli 1600 og 1900 gráður á Celsíus.
Hægt er að framleiða hluta úr álnítríði með ýmsum aðferðum, þar á meðal köldu jafnstöðupressu, keramiksprautumótun, lágþrýstingssprautumótun, borðsteypu, nákvæmni vinnslu og þurrpressun.
Lykil atriði
AlN er ónæmt fyrir flesta bráðna málma, þar á meðal ál, litíum og kopar. Það er ónæmt fyrir meirihluta bráðnu salta, þar á meðal klóríð og krýólít.
Álnítríð hefur mikla hitaleiðni (170 W/mk, 200 W/mk og 230 W/mk) auk mikillar viðnámsstyrks og rafstyrks.
Það er næmt fyrir vatnsrof í duftformi þegar það verður fyrir vatni eða raka. Að auki ráðast sýrur og basar á álinítríði.
Þetta efni er einangrunarefni fyrir rafmagn. Lyfjanotkun eykur rafleiðni efnis. AIN sýnir piezoelectric eiginleika.
Umsóknir
Öreindatækni
Merkilegasti eiginleiki AlN er mikil hitaleiðni þess, sem er næst beryllium meðal keramikefna. Við hitastig undir 200 gráður á Celsíus er hitaleiðni þess meiri en kopar. Þessi samsetning mikillar leiðni, rúmmálsviðnáms og rafstyrks gerir það kleift að nota það sem hvarfefni og umbúðir fyrir stórvirkar eða háþéttar örrafeindasamsetningar. Þörfin á að dreifa hita sem myndast af ómískum tapi og halda íhlutunum innan rekstrarhitasviðs þeirra er einn af takmarkandi þáttunum sem ákvarða þéttleika pökkunar rafeindaíhluta. AlN hvarfefni veita skilvirkari kælingu en hefðbundin og önnur keramik hvarfefni, sem er ástæðan fyrir því að þau eru notuð sem flísberar og hitakökur.
Álnítríð finnur víða viðskiptalega notkun í RF síum fyrir farsímasamskiptatæki. Lag af álnítríði er staðsett á milli tveggja málmlaga. Algengar umsóknir í viðskiptageiranum eru rafeinangrunar- og hitastjórnunaríhlutir í leysir, kubba, hylki, rafmagns einangrunarefni, klemmuhringi í hálfleiðaravinnslubúnaði og örbylgjuofnaumbúðir.
Önnur forrit
Vegna kostnaðar AlN hafa umsóknir þess í gegnum tíðina verið takmörkuð við flug- og flutningasvið hersins. Hins vegar hefur efnið verið mikið rannsakað og nýtt á ýmsum sviðum. Hagstæður eiginleikar þess gera það hentugt fyrir fjölda mikilvægra iðnaðarnota.
Iðnaðarforrit AlN innihalda eldföst samsett efni til að meðhöndla árásargjarna bráðna málma og skilvirk hitaskiptakerfi.
Þetta efni er notað til að smíða deiglur fyrir vöxt gallíumarseníðkristalla og er einnig notað við framleiðslu á stáli og hálfleiðurum.
Önnur fyrirhuguð notkun fyrir álnítríð er meðal annars sem efnaskynjari fyrir eitraðar lofttegundir. Að nýta AIN nanórör til að framleiða hálf-einvídd nanórör til notkunar í þessum tækjum hefur verið viðfangsefni rannsókna. Á undanförnum tveimur áratugum hafa ljósdíóður sem starfa á útfjólubláa litrófinu einnig verið rannsakaðar. Notkun þunnfilmu AIN í hljóðbylgjuskynjara yfirborðs hefur verið metin.
